CN113805311B

CN113805311B - 光学镜头、摄像模组及电子设备

Info

Publication number: CN113805311B
Application number: CN202111065628.6A
Authority: CN
Inventors: 乐宇明; 朱志鹏; 兰宾利
Original assignee: Jiangxi Jingchao Optical Co Ltd
Current assignee: Jiangxi Jingchao Optical Co Ltd
Priority date: 2021-09-10
Filing date: 2021-09-10
Publication date: 2023-07-04
Anticipated expiration: 2041-09-10
Also published as: CN113805311A

Abstract

本发明公开了一种光学镜头、摄像模组及电子设备，该光学镜头包括沿光轴从物侧至像侧依次设置的第一透镜、第二透镜、第三透镜，所述第一透镜具有正屈折力，所述第一透镜的物侧面于近光轴处为凸面，所述第二透镜具有负屈折力，所述第二透镜的物侧面于近光轴处为凹面，所述第三透镜具有正屈折力，所述第三透镜的物侧面于近光轴处为凸面，所述光学镜头满足以下关系式：0.2<f/EPD<2.5；其中，f为所述光学镜头的有效焦距，EPD为所述光学镜头的出瞳直径。该光学镜头，能够对光发射器发出的光束均匀扩束，满足对光斑均匀化处理的要求以及光学镜头小型化的设计需求。

Description

光学镜头、摄像模组及电子设备

技术领域

本发明涉及光学技术领域，尤其涉及一种光学镜头、摄像模组及电子设备。

背景技术

目前，随着摄像技术的发展，人们对3D摄像机的成像品质要求也越来越高，而3D摄像技术中，需要对激光发射器发出的光束进行匀光，以分束均匀地投射至周围环境中，形成多个散斑来进行捕捉、分析。而相关技术中用于对激光发射器的光束进行处理的准直镜头，在满足准直镜头轻薄小型化的设计趋势下，仍难以人们满足对光斑均匀化处理的高要求。

发明内容

本发明实施例公开了一种光学镜头、摄像模组及电子设备，能够对光发射器发出的光束均匀扩束，满足对光斑均匀化处理的要求以及光学镜头小型化的设计需求。

为了实现上述目的，第一方面，本发明公开了一种光学镜头，所述光学镜头包括沿光轴从物侧至像侧依次设置的第一透镜、第二透镜、第三透镜；

所述第一透镜具有正屈折力，所述第一透镜的物侧面于近光轴处为凸面；

所述第二透镜具有负屈折力，所述第二透镜的物侧面于近光轴处为凹面；

所述第三透镜具有正屈折力，所述第三透镜的物侧面于近光轴处为凸面；

所述光学镜头满足以下关系式：0.2<f/EPD<2.5；

其中，f为所述光学镜头的有效焦距，EPD为所述光学镜头的出瞳直径。

本申请提供的光学镜头包括具有正屈折力的第一透镜，第一透镜的物侧面为凸面，有利于保证第一透镜具有足够的光线汇聚能力；第二透镜具有负屈折力，有利于控制第二透镜和第三透镜之间的距离，让光路平顺，而且第二透镜的物侧面为凹面，有利于光束准直；第三透镜具有正屈折力，有利于缩短所述光学镜头的总长，使得所述光学镜头能够满足小型化的设计需求。

此外，使所述光学镜头满足以下关系式：0.2<f/EPD<2.5。由于出瞳直径的大小能够有效限制所述光学镜头的光线校准程度，即光照度的均匀性，因此通过合理地控制光学镜头的有效焦距和出瞳直径之间的比值，有利于提高传递至物方的光线的均匀性。当超过该关系式的上限时，会导致出瞳直径过小，使得所述光学镜头扩展光束的宽度不够，不利于投射至物方的光线获取足够的信息；而超过该关系式的下限时，出瞳直径过大，导致投射至物方的单位面积的光线数量降低，不利于投射至物方的光线获取信息的真实性。

作为一种可选的实施方式，在本发明第一方面的实施例中，所述光学镜头满足以下关系式：|SAG31/R31|＜0.9；

其中，SAG31为所述第三透镜的物侧面光学有效区的边缘于所述光轴上的投影至所述第三透镜的物侧面与所述光轴的交点之间的距离，R31为所述第三透镜的物侧面于所述光轴上的曲率半径。

通过将第三透镜设置为具有正屈折力的透镜，同时使得第三透镜满足该关系式，则有利于扩展光束的宽度，进而实现宽光束投射至物空间，提高光学镜头的扩束效果。当超过该关系式的上限时，所述第三透镜的屈折力过强，不利于光束的宽度的扩展，易产生较大的像差现象。

作为一种可选的实施方式，在本发明第一方面的实施例中，所述光学镜头满足以下关系式：0.7<Yc32/Y32<1；

其中，Yc32为第三透镜的像侧面离光轴距离最近的临界点与光轴的垂直距离，Y32为所述第三透镜的像侧面的光学有效区域与所述光轴间的最大距离。

通过限制第三透镜的像侧面离光轴距离最近的临界点的位置，可以调整光线进入成像面的入射角，提高感光效率，同时，结合第三透镜的像侧面的光学有效区域与光轴间的最大距离，有利于调整第三透镜的面型，降低加工难度同时也有利于调整光束的校准精度。当超过该关系式的上限时，不利于校正光线经第三透镜折转而产生的光程差，当小于该关系式的下限时，不利于提高光束校准精度。

作为一种可选的实施方式，在本发明第一方面的实施例中，所述光学镜头满足以下关系式：0.2<f1/f23<1.6；

其中，f1为所述第一透镜的焦距，f23为所述第二透镜、所述第三透镜的组合焦距。当满足该关系式时，能够合理分配整个光学镜头的屈折力，有利于对光发射器发射的光束进行光束宽度约束，提高所述光学镜头的光斑均匀化处理的能力。

作为一种可选的实施方式，在本发明第一方面的实施例中，所述光学镜头满足以下关系式：FOV/ΣCT123<20deg/mm；

其中，FOV为所述光学镜头的最大视场角,ΣCT123为所述第一透镜、所述第二透镜以及所述第三透镜于所述光轴上的厚度之和，即第一透镜至第三透镜的中心厚度之和。

由于所述第一透镜、第二透镜以及第三透镜的中心厚度会影响所述透镜的光焦度，同时视场角可以提供所需的光线以实现大光圈效果，则通过合理设定光学镜头的参数，使其满足该关系式，有利于扩展光束宽度，同时能够保证所述光发射器发射的光束均匀化，提高准直效果。

作为一种可选的实施方式，在本发明第一方面的实施例中，所述光学镜头满足以下关系式：1.5<ΣCT123/BFL<3.5；

其中，ΣCT123为所述第一透镜、所述第二透镜以及所述第三透镜于所述光轴上的厚度之和，即第一透镜至第三透镜的中心厚度之和，BFL为所述第三透镜的像侧面至所述光学镜头的成像面于所述光轴方向上的最短距离，即光学镜头的后焦。

通过合理设置所述光学镜头的透镜厚度之和与光学后焦之间的比例关系，能够避免由于光学镜头的中心厚度设置不合理，而造成的光学镜头在温度变化、变形严重时过度敏感的问题。

作为一种可选的实施方式，在本发明第一方面的实施例中，所述光学镜头满足以下关系式：2<f/AT12<3；

其中，AT12为所述第一透镜的像侧面与所述第二透镜的物侧面于所述光轴上的间隔。

通过设置所述第一透镜和第二透镜之间的间隔，使得光学镜头具有光线的校准能力，且当满足该关系式时，能够确保所述第二透镜阻碍中心光线而不影响边缘光线，进而有利于光线校准，达到光照均匀的效果。而当超过该关系式时，则不利于光照度的均匀性。

作为一种可选的实施方式，在本发明第一方面的实施例中，所述光学镜头满足以下关系式：3<TTL/AT12<5；

其中，TTL为所述第一透镜的物侧面到所述光学镜头的成像面于所述光轴上的距离(即光学镜头的总长)，AT12为所述第一透镜的像侧面和所述第二透镜的物侧面于所述光轴上的间隔。

通过合理的控制第一透镜和第二透镜之间的间隔和光学镜头光学总长的关系，使其满足该关系式时，能够实现光学镜头的小型化。当小于该关系式的下限时，不利于控制光学镜头的进光量，同时不利于保证光源经光学镜头扩束后的光照度，而当大于该关系式的上限时，则会增加第一透镜和第二透镜之间的敏感度。

第二方面，本发明公开了一种摄像模组，所述摄像模组包括光发射器和如上述第一方面所述的光学镜头，所述光发射器设置于所述光学镜头的像侧。具有所述光学镜头的摄像模组，能够对光发射器均匀扩束，在小型化设计的同时达到对光斑均匀化处理的要求。

第三方面，本发明公开了一种电子设备，所述电子设备包括如上述第二方面所述的摄像模组。具有所述摄像模组的电子设备，能够实现均匀扩束，在实现小型化设计的同时达到对光斑均匀化处理的要求。

与现有技术相比，本发明的有益效果在于：

本发明实施例提供的光学镜头、摄像模组及电子设备，所述光学镜头使用的透镜枚数较少，光学镜头的结构简单，有利于实现光学镜头的轻薄、小型化设计，并且在对各个透镜的屈折力、面型进行合理设计，即，通过具有正屈折力的第一透镜，第一透镜的物侧面为凸面，有利于保证第一透镜具有足够的光线汇聚能力；第二透镜具有负屈折力，有利于控制第二透镜和第三透镜之间的距离，让光路平顺，而且第二透镜的物侧面为凹面，有利于光束准直；第三透镜具有正屈折力，有利于缩短所述光学镜头的总长，使得所述光学镜头能够满足小型化的设计需求。同时，使得外光学镜头满足以下关系式：0.2<f/EPD<2.5，有利于使得该光学镜头具有对光发射器均匀扩束的能力，从而能够满足对光斑均匀化处理的要求以及光学镜头小型化的设计需求。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本申请第一实施例公开的光学镜头的结构示意图；

图2是本申请第一实施例公开的光学镜头的纵向球差图(mm)、像散曲线图(mm)及畸变曲线图(％)；

图3是本申请第二实施例公开的光学镜头的结构示意图；

图4是本申请第二实施例公开的光学镜头的纵向球差图(mm)、像散曲线图(mm)及畸变曲线图(％)；

图5是本申请第三实施例公开的光学镜头的结构示意图；

图6是本申请第三实施例公开的光学镜头的纵向球差图(mm)、像散曲线图(mm)及畸变曲线图(％)；

图7是本申请第四实施例公开的光学镜头的结构示意图；

图8是本申请第四实施例公开的光学镜头的纵向球差图(mm)、像散曲线图(mm)及畸变曲线图(％)；

图9是本申请第五实施例公开的光学镜头的结构示意图；

图10是本申请第五实施例公开的光学镜头的纵向球差图(mm)、像散曲线图(mm)及畸变曲线图(％)；

图11是本申请公开的摄像模组的结构示意图；

图12是本申请公开的电子设备的结构示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

在本发明中，术语“上”、“下”、“左”、“右”、“前”、“后”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“中”、“竖直”、“水平”、“横向”、“纵向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系。这些术语主要是为了更好地描述本发明及其实施例，并非用于限定所指示的装置、元件或组成部分必须具有特定方位，或以特定方位进行构造和操作。

并且，上述部分术语除了可以用于表示方位或位置关系以外，还可能用于表示其他含义，例如术语“上”在某些情况下也可能用于表示某种依附关系或连接关系。对于本领域普通技术人员而言，可以根据具体情况理解这些术语在本发明中的具体含义。

此外，术语“安装”、“设置”、“设有”、“连接”、“相连”应做广义理解。例如，可以是固定连接，可拆卸连接，或整体式构造；可以是机械连接，或电连接；可以是直接相连，或者是通过中间媒介间接相连，又或者是两个装置、元件或组成部分之间内部的连通。对于本领域普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

此外，术语“第一”、“第二”等主要是用于区分不同的装置、元件或组成部分(具体的种类和构造可能相同也可能不同)，并非用于表明或暗示所指示装置、元件或组成部分的相对重要性和数量。除非另有说明，“多个”的含义为两个或两个以上。

下面将结合实施例和附图对本发明的技术方案作进一步的说明。

请参阅图1，根据本申请的第一方面，本申请公开了一种光学镜头100，该光学镜头100包括沿光轴O从物侧至像侧依次设置的第一透镜L2、第二透镜L3、第三透镜L4。当该光学镜头100进行扩束时，光线从像侧依次进入第三透镜L4、第二透镜L3和第一透镜L2，并最终投射至物方。其中，第一透镜L2具有正屈折力，第二透镜L2具有负屈折力，第三透镜L3具有正屈折力。第一透镜L2的物侧面S3于近光轴O处为凸面，第一透镜L2的像侧面S4于近光轴O处为凸面或凹面，第二透镜L3的物侧面S5于近光轴O处为凹面，第二透镜L3的像侧面S6于近光轴O处为凸面或凹面，第三透镜L4的物侧面S7于近光轴O处为凸面，第三透镜L4的像侧面S8于近光轴处为凸面或凹面。

将第一透镜L2设置为具有正屈折力的透镜，且第一透镜L2的物侧面S3为凸面，有利于保证第一透镜L2具有足够的光线汇聚能力；而第二透镜L3具有负屈折力，有利于控制第二透镜L3和第三透镜L4之间的距离，让光路平顺，而且第二透镜L3的物侧面S5为凹面，有利于光束准直；第三透镜L4具有正屈折力，有利于缩短光学镜头100的总长，使得光学镜头100能够满足小型化的设计需求。

可以理解的，该光学镜头100可作为投影镜头使用，即可实现对光发射器发出的光线进行准直。当然，在其他实施例中，光学镜头也可作为成像镜头，即可实现光线接收并进行成像。

进一步地，该光学镜头100对光发射器发出的光线进行准直时，该光发射器可采用红外发射器，则此时，光学镜头可作为红外准直镜头。

进一步地，光学镜头100满足以下关系式：0.2<f/EPD<2.5。其中，f为光学镜头100的有效焦距，EPD为光学镜头100的出瞳直径。由于出瞳直径的大小能够有效限制光学镜头100的光线校准程度，即光照度的均匀性，因此通过合理地控制光学镜头100的有效焦距和出瞳直径之间的比值，有利于提高光线传递至物方的均匀性，能够在实现光学镜头100小型化的设计需求的同时满足对光斑均匀化处理的要求。而当超过该关系式的上限时，会导致出瞳直径过小，使得光学镜头100扩展光束的宽度不够，不利于投射至物方的光线获取足够的信息；而当超过该关系式的下限时，出瞳直径过大，导致投射至物方的单位面积的光线数量降低，不利于投射至物方的光线获取信息的真实性。

一些实施例中，第一透镜L2、第二透镜L3以及第三透镜L4中至少一个透镜的物侧面和/或像侧面为非球面，设置非球面有利于校正光线经透镜折转而产生的光程差，提高光学镜头100的扩束精度与光束扩展的均匀性。

一些实施例中，光学镜头100还包括光阑102，光阑102可以是孔径光阑或视场光阑，光阑102可以设置在光学镜头100的物侧，也可以设置在第一透镜L2和第二透镜L3之间，或者设置在任意两个透镜之间，亦或者是设置在第三透镜L4的像侧，通过光阑102可以更好地对光束或视场大小进行调节和限制。

一些实施例中，光学镜头100还包括平板L1，该平板L1设置在第一透镜L2的物侧，用以对光学镜头100进行保护，而该平板L1的材质可以是玻璃。

一些实施例中，光学镜头100满足以下关系式：|SAG31/R31|＜0.9。其中，SAG31为第三透镜L4物侧面S7光学有效区的边缘于光轴O上的投影至第三透镜L4的物侧面S7与光轴O的交点之间的距离，R31为第三透镜L4的物侧面S7于光轴O上的曲率半径。通过将第三透镜L4设置为具有正曲折力的透镜，同时使得第三透镜L4满足该关系式，有利于扩展光束的宽度，进而实现宽光束投射至物空间，提高光学镜头100扩束的效果。当超过该关系式的上限时，第三透镜L4的曲折力过强，不利于光束的宽度扩展。

一些实施例中，光学镜头100满足以下关系式：0.7<Yc32/Y32<1。其中，Yc32为第三透镜L4的像侧面S8离光轴O距离最近的临界点与光轴O的垂直距离，Y32为所述第三透镜L4的像侧面S8的光学有效区域与光轴O间的最大距离。可以理解的是，临界点是指第三透镜L4的物侧面S8表面上切线垂直于光轴O的一切点，且该切点不位于光轴O上。通过限制第三透镜L4的像侧面S8离光轴O距离最近的临界点的位置，可以调整光线进入成像面的入射角，提高感光效率，同时，结合第三透镜L4的像侧面S8的光学有效区域与光轴O间的最大距离，有利于调整第三透镜L4的面型，降低加工难度同时有利于调整光束的校准精度。当超过该关系式的上限时，不利于校正光线经第三透镜L4折转而产生的光程差，当小于该关系式的下限时，不利于提高光束校准精度。

一些实施例中，光学镜头100满足以下关系式：0.2<f1/f23<1.6。其中，f1为第一透镜L2的焦距，f23为第二透镜L3、第三透镜L4的组合焦距。当满足该关系式时，能够合理分配整个光学镜头100的屈折力，有利于对光发射器发射的光束进行光束宽度约束，提高光学镜头100的光斑均匀化处理的能力。

一些实施例中，光学镜头100满足关系式：FOV/ΣCT123<20deg/mm。其中，FOV为光学镜头100的最大视场角,ΣCT123为第一透镜L2、第二透镜L3以及第三透镜L4于光轴O上的厚度之和。由于第一透镜L2、第二透镜L3以及第三透镜L4的中心厚度会影响透镜的光焦度，同时视场角可以提供所需的光线以实现大光圈效果，则通过合理设定光学镜头100的参数，使其满足该关系式，有利于扩展光束宽度，同时能够保证光发射器发射的光束均匀化，提高准直效果。而当超过该关系式时，不利于实现光学镜头100的小型化。

一些实施例中，光学镜头100满足关系式：1.5<ΣCT123/BFL<3.5。其中，ΣCT123为第一透镜L2、第二透镜L3以及第三透镜L4于光轴O上的厚度之和，BFL为第三透镜L4的像侧面S6至光学镜头100的成像面于光轴O方向上的最短距离。通过合理设置光学镜头100的透镜厚度之和与光学后焦之间的比例关系，能够避免光学镜头100由于中心厚度设置不合理，而造成的其在温度变化、变形严重时过度敏感的问题。

一些实施例中，光学镜头100满足关系式：2<f/AT12<3。其中，AT12为第一透镜L2的像侧面S4与第二透镜L3的物侧面S5于光轴O上的间隔。通过设置第一透镜L2和第二透镜L3之间的间隔，使得光学镜头100具有光线的校准能力，且当满足该关系式时，能够确保第二透镜L3阻碍所有的中心光线而不影响边缘光线，进而有利于光线校准，达到光照均匀的效果。而当超过该关系式时，则不利于光照度的均匀性。

一些实施例中，光学镜头100满足关系式：3<TTL/AT12<5。其中，TTL为第一透镜L2的物侧面S3到光学镜头100的成像面101于光轴上的距离(即光学镜头的总长)，AT12为第一透镜L2的像侧面S4和第二透镜L3的物侧面S5于光轴O上的间隔。通过合理的控制第一透镜L2和第二透镜L3之间的间隔和光学总长的关系，使其满足该关系式时，可以保证光学镜头100的小型化。当小于该关系式的下限时，不利于控制光学镜头100的进光量，同时不利于保证光源经光学镜头100扩束后具有充足的光照度，而当大于该关系式的上限时，则会增加第一透镜L2和第二透镜L3之间的敏感度。

第一实施例

本申请的第一实施例公开的光学镜头100的结构示意图如图1所示，光学镜头100包括沿光轴O从物侧向像侧依次设置的平板L1、第一透镜L2、光阑102、第二透镜L3和第三透镜L4。

本实施例中，平板L1不具有屈折力，且材质为玻璃，该平板L1的物侧面S1、像侧面S2均为平面，第一透镜L2具有正屈折力，且材质为玻璃，第一透镜L2的物侧面S3、像侧面S4分别为凸面、凸面，第二透镜L3具有负屈折力，且材质为塑料，第二透镜L3的物侧面S5、像侧面S6分别为凹面、凹面，第三透镜L4具有正屈折力，且材质为塑料，第三透镜L4的物侧面S7、像侧面S8分别为凸面、凸面，而光阑102位于第一透镜L2和第二透镜L3之间。

具体地，以光学镜头100的有效焦距f＝2.06mm、光学镜头100的视场角FOV＝27.7862deg、光学镜头100的光圈大小FNO＝2.7876为例。且光学镜头100还满足以下关系：

|SAG31/R31|＝0.15；

Yc32/Y32＝0.92；

f1/f23＝0.53；

FOV/ΣCT123＝17.82deg/mm；

f/EPD＝2.10；

ΣCT123/BFL＝3.20；

f/AT12＝2.78；

TTL/AT12＝4.58；

光学镜头100的其他参数由下表1给出。其中，沿光学镜头100的光轴O由物侧向像侧的各元件依次按照表1从上至下的各元件的顺序排列。在同一透镜中，面序号较小的表面为该透镜的物侧面，面序号较大的表面为该透镜的像侧面，如面序号4和5分别对应第一透镜L2的物侧面S3和像侧面S4。表1中的Y半径为相应面序号的物侧面或像侧面于近光轴O处的曲率半径。透镜的“厚度”参数列中的第一个数值为该透镜于光轴O上的厚度，第二个数值为该透镜的像侧面至后一表面于光轴O上的距离。光阑102于“厚度”参数列中的数值为光阑102至后一表面顶点(顶点指表面与光轴O的交点)于光轴O上的距离，默认第一透镜L2物侧面S3到第二透镜L3像侧面S6的方向为光轴O的正方向，当该值为负时，表明光阑102设置于后一表面顶点的右侧，若光阑102厚度为正值时，光阑102在后一表面顶点的左侧。可以理解的是，表1中的Y半径、厚度、焦距的单位均为mm。且表1中各个透镜的折射率、阿贝数的参考波长为587nm，有效焦距的参考波长为940.0000nm。

表1

在第一实施例中，第一透镜L2、第二透镜L3和第三透镜L4的物侧面和像侧面均为非球面，各非球面透镜的面型x可利用但不限于以下非球面公式进行限定：

其中，x为非球面沿光轴方向在高度为h的位置时，距非球面顶点的距离矢高；c为非球面的近轴曲率，c＝1/R(即，近轴曲率c为上表1中Y半径R的倒数)；k为圆锥系数；Ai是非球面第i项高次项相对应的修正系数。表2给出了可用于第一实施例中各个非球面镜面S3-S8的高次项系数A4、A6、A8、A10、A12、A14、A16、A18和A20。

表2

请参阅图2中的(A)，图2中的(A)示出了第一实施例中的光学镜头100在波长为930.0000nm、940.0000nm以及950.0000nm下的光线球差曲线图。图2中的(A)中，沿X轴方向的横坐标表示焦点偏移，沿Y轴方向的纵坐标表示归一化视场。由图2中的(A)可以看出，第一实施例中的光学镜头100的球差数值较佳，说明本实施例中的光学镜头100的球差得到了较好的校正。

请参阅图2中的(B)，图2中的(B)为第一实施例中的光学镜头100在波长为940.0000nm下的光线像散图。其中，沿X轴方向的横坐标表示焦点偏移，沿Y轴方向的纵坐标表示像高，单位为mm。像散曲线表示子午成像面弯曲T和弧矢成像面弯曲S，由图2中的(B)可以看出，在该波长下，光学镜头100的像散得到了较好的补偿。

请参阅图2中的(C)，图2中的(C)为第一实施例中的光学镜头100在波长为940.0000nm下的畸变曲线图。其中，沿X轴方向的横坐标表示畸变，沿Y轴方向的纵坐标表示像高，单位为mm。由图2中的(C)可以看出，在波长940.0000nm下，该光学镜头100的畸变得到了很好的校正。

第二实施例

本申请的第二实施例公开的光学镜头100的结构示意图如图3所示，光学镜头100包括沿光轴O从物侧向像侧依次设置的平板L1、第一透镜L2、光阑102、第二透镜L3和第三透镜L4。

进一步地，平板L1不具有屈折力，且材质为玻璃，该平板L1的物侧面S1、像侧面S2均为平面，第一透镜L2具有正屈折力，且材质为玻璃，第一透镜L2的物侧面S3、像侧面S4分别为凸面、凸面，第二透镜L3具有负屈折力，且材质为塑料，第二透镜L3的物侧面S5、像侧面S6分别为凹面、凸面，第三透镜L4具有正屈折力，且材质为塑料，第三透镜L4的物侧面S7、像侧面S8分别为凸面、凸面，而光阑102位于第一透镜L2和第二透镜L3之间。

具体地，以光学镜头100的有效焦距f＝2.06mm、光学镜头100的视场角FOV＝27.7616deg、光学镜头100的光圈大小FNO＝2.7871为例。且光学镜头100还满足以下关系：

|SAG31/R31|＝0.43；

Yc32/Y32＝0.94；

f1/f23＝0.44；

FOV/ΣCT123＝18.24deg/mm；

f/EPD＝2.19；

ΣCT123/BFL＝3.12；

f/AT12＝2.53；

TTL/AT12＝4.18；

该第二实施例中的其他各项参数由下列表3给出，且其中各参数的定义可由前述实施例的说明中得出，此处不加以赘述。可以理解的是，表3中的Y半径、厚度、焦距的单位均为mm。且表3中各个透镜的折射率、阿贝数的参考波长为587nm，有效焦距的参考波长为940.0000nm。

表3

在第二实施例中，第一透镜L2、第二透镜L3以及第三透镜L4均为非球面透镜，表4给出了可用于第二实施例中各个非球面镜面的高次项系数，其中，各个非球面面型可由第一实施例中给出的公式限定。

表4

请参阅图4中的(A)，图4中的(A)示出了第二实施例中的光学镜头100在波长为930.0000nm、940.0000nm以及950.0000nm下的光线球差曲线图。图4中的(A)中，沿X轴方向的横坐标表示焦点偏移，沿Y轴方向的纵坐标表示归一化视场。由图4中的(A)可以看出，第二实施例中的光学镜头100的球差数值较佳，说明本实施例中的光学镜头100的球差得到了较好的校正。

请参阅图4中的(B)，图4中的(B)为第二实施例中的光学镜头100在波长为940.0000nm下的光线像散图。其中，沿X轴方向的横坐标表示焦点偏移，沿Y轴方向的纵坐标表示像高，单位为mm。像散曲线表示子午成像面弯曲T和弧矢成像面弯曲S，由图4中的(B)可以看出，在该波长下，光学镜头100的像散得到了较好的补偿。

请参阅图4中的(C)，图4中的(C)为第二实施例中的光学镜头100在波长为940.0000nm下的畸变曲线图。其中，沿X轴方向的横坐标表示畸变，沿Y轴方向的纵坐标表示像高，单位为mm。由图4中的(C)可以看出，在波长940.0000nm下，该光学镜头100的畸变得到了很好的校正。

第三实施例

本申请的第三实施例公开的光学镜头100的结构示意图如图5所示，光学镜头100包括沿光轴O从物侧向像侧依次设置的平板L1、第一透镜L2、光阑102、第二透镜L3和第三透镜L4。

进一步地，平板L1不具有屈折力，且材质为玻璃，该平板L1的物侧面S1、像侧面S2均为平面，第一透镜L2具有正屈折力，且材质为玻璃，第一透镜L2的物侧面S3、像侧面S4分别为凸面、凹面，第二透镜L3具有负屈折力，且材质为塑料，第二透镜L3的物侧面S5、像侧面S6分别为凹面、凸面，第三透镜L4具有正屈折力，且材质为塑料，第三透镜L4的物侧面S7、像侧面S8分别为凸面、凹面，而光阑102位于第一透镜L2和第二透镜L3之间。

具体地，以光学镜头100的有效焦距f＝2.06mm、光学镜头100的视场角FOV＝27.052deg、光学镜头100的光圈大小FNO＝1.9966为例。且光学镜头100还满足以下关系：

|SAG31/R31|＝0.80；

Yc32/Y32＝0.86；

f1/f23＝1.28；

FOV/ΣCT123＝19.46deg/mm；

f/EPD＝0.57；

ΣCT123/BFL＝2.85；

f/AT12＝2.10；

TTL/AT12＝3.47；

该第三实施例中的其他各项参数由下列表5给出，且其中各参数的定义可由前述实施例的说明中得出，此处不加以赘述。可以理解的是，表5中的Y半径、厚度、焦距的单位均为mm。且表5中各个透镜的折射率、阿贝数的参考波长为587nm，有效焦距的参考波长为940.0000nm。

表5

在第三实施例中，第一透镜L2、第二透镜L3以及第三透镜L4均为非球面透镜，表6给出了可用于第三实施例中各个非球面镜面的高次项系数，其中，各个非球面面型可由第一实施例中给出的公式限定。

表6

请参阅图6中的(A)，图6中的(A)示出了第三实施例中的光学镜头100在波长为930.0000nm、940.0000nm以及950.0000nm下的光线球差曲线图。图6中的(A)中，沿X轴方向的横坐标表示焦点偏移，沿Y轴方向的纵坐标表示归一化视场。由图6中的(A)可以看出，第三实施例中的光学镜头100的球差数值较佳，说明本实施例中的光学镜头100的球差得到了较好的校正。

请参阅图6中的(B)，图6中的(B)为第三实施例中的光学镜头100在波长为940.0000nm下的光线像散图。其中，沿X轴方向的横坐标表示焦点偏移，沿Y轴方向的纵坐标表示像高，单位为mm。像散曲线表示子午成像面弯曲T和弧矢成像面弯曲S，由图6中的(B)可以看出，在该波长下，光学镜头100的像散得到了较好的补偿。

请参阅图6中的(C)，图6中的(C)为第三实施例中的光学镜头100在波长为940.0000nm下的畸变曲线图。其中，沿X轴方向的横坐标表示畸变，沿Y轴方向的纵坐标表示像高，单位为mm。由图6中的(C)可以看出，在波长940.0000nm下，该光学镜头100的畸变得到了很好的校正。

第四实施例

本申请的第四实施例公开的光学镜头100的结构示意图如图7所示，光学镜头100包括沿光轴O从物侧向像侧依次设置的平板L1、第一透镜L2、光阑102、第二透镜L3和第三透镜L4。

进一步地，平板L1不具有屈折力，且材质为玻璃，该平板L1的物侧面S1、像侧面S2均为平面，第一透镜L2具有正屈折力，且材质为玻璃，第一透镜L2的物侧面S3、像侧面S4分别为凸面、凹面，第二透镜L3具有负屈折力，且材质为塑料，第二透镜L3的物侧面S5、像侧面S6分别为凹面、凸面，第三透镜L4具有正屈折力，且材质为塑料，第三透镜L4的物侧面S7、像侧面S8分别为凸面、凸面，而光阑102位于第一透镜L2和第二透镜L3之间。

具体地，以光学镜头100的有效焦距f＝2.06mm、光学镜头100的视场角FOV＝27.5036deg、光学镜头100的光圈大小FNO＝1.9459为例。且光学镜头100还满足以下关系：

|SAG31/R31|＝0.22；

Yc32/Y32＝0.83；

f1/f23＝1.28；

FOV/ΣCT123＝18.97deg/mm；

f/EPD＝0.70；

ΣCT123/BFL＝2.87；

f/AT12＝2.29；

TTL/AT12＝3.77；

该第四实施例中的其他各项参数由下列表7给出，且其中各参数的定义可由前述实施例的说明中得出，此处不加以赘述。可以理解的是，表7中的Y半径、厚度、焦距的单位均为mm。且表7中各个透镜的折射率、阿贝数的参考波长为587nm，有效焦距的参考波长为940.0000nm。

表7

在第四实施例中，第一透镜L2、第二透镜L3以及第三透镜L4均为非球面透镜，表8给出了可用于第四实施例中各个非球面镜面的高次项系数，其中，各个非球面面型可由第一实施例中给出的公式限定。

表8

请参阅图8中的(A)，图8中的(A)示出了第四实施例中的光学镜头100在波长为930.0000nm、940.0000nm以及950.0000nm下的光线球差曲线图。图8中的(A)中，沿X轴方向的横坐标表示焦点偏移，沿Y轴方向的纵坐标表示归一化视场。由图8中的(A)可以看出，第四实施例中的光学镜头100的球差数值较佳，说明本实施例中的光学镜头100的球差得到了较好的校正。

请参阅图8中的(B)，图8中的(B)为第四实施例中的光学镜头100在波长为940.0000nm下的光线像散图。其中，沿X轴方向的横坐标表示焦点偏移，沿Y轴方向的纵坐标表示像高，单位为mm。像散曲线表示子午成像面弯曲T和弧矢成像面弯曲S，由图8中的(B)可以看出，在该波长下，光学镜头100的像散得到了较好的补偿。

请参阅图8中的(C)，图8中的(C)为第四实施例中的光学镜头100在波长为940.0000nm下的畸变曲线图。其中，沿X轴方向的横坐标表示畸变，沿Y轴方向的纵坐标表示像高，单位为mm。由图8中的(C)可以看出，在波长940.0000nm下，该光学镜头100的畸变得到了很好的校正。

第五实施例

本申请的第五实施例公开的光学镜头100的结构示意图如图9所示，光学镜头100包括沿光轴O从物侧向像侧依次设置的平板L1、第一透镜L2、光阑102、第二透镜L3和第三透镜L4。

具体地，以光学镜头100的有效焦距f＝2.0909mm、光学镜头100的视场角FOV＝27.1934deg、光学镜头100的光圈大小FNO＝2.1667为例。且光学镜头100还满足以下关系：

|SAG31/R31|＝0.07；

Yc32/Y32＝0.89；

f1/f23＝1.30；

FOV/ΣCT123＝19.42deg/mm；

f/EPD＝0.55；

ΣCT123/BFL＝2.06；

f/AT12＝2.52；

TTL/AT12＝4.10；

该第五实施例中的其他各项参数由下列表9给出，且其中各参数的定义可由前述实施例的说明中得出，此处不加以赘述。可以理解的是，表9中的Y半径、厚度、焦距的单位均为mm。且表9中各个透镜的折射率、阿贝数的参考波长为587nm，有效焦距的参考波长为940.0000nm。

表9

在第五实施例中，第一透镜L2、第二透镜L3以及第三透镜L4均为非球面透镜，表10给出了可用于第五实施例中各个非球面镜面的高次项系数，其中，各个非球面面型可由第一实施例中给出的公式限定。

表10

请参阅图10中的(A)，图10中的(A)示出了第五实施例中的光学镜头100在波长为930.0000nm、940.0000nm以及950.0000nm下的光线球差曲线图。图10中的(A)中，沿X轴方向的横坐标表示焦点偏移，沿Y轴方向的纵坐标表示归一化视场。由图10中的(A)可以看出，第五实施例中的光学镜头100的球差数值较佳，说明本实施例中的光学镜头100的球差得到了较好的校正。

请参阅图10中的(B)，图10中的(B)为第五实施例中的光学镜头100在波长为940.0000nm下的光线像散图。其中，沿X轴方向的横坐标表示焦点偏移，沿Y轴方向的纵坐标表示像高，单位为mm。像散曲线表示子午成像面弯曲T和弧矢成像面弯曲S，由图10中的(B)可以看出，在该波长下，光学镜头100的像散得到了较好的补偿。

请参阅图10中的(C)，图10中的(C)为第五实施例中的光学镜头100在波长为940.0000nm下的畸变曲线图。其中，沿X轴方向的横坐标表示畸变，沿Y轴方向的纵坐标表示像高，单位为mm。由图10中的(C)可以看出，在波长940.0000nm下，该光学镜头100的畸变得到了很好的校正。

请参阅图11，本发明公开了一种摄像模组200，该摄像模组200包括光发射器201以及上述的光学镜头100，光发射器201设于光学镜头100的像侧，光发射器201可用于发射光束，光学镜头100可用于对光发射器201发射的光束进行均匀扩束，且满足对光斑均匀化处理的要求以及光学镜头100小型化的设计需求。由图11所示，由光发射器201上同一处发出的光束，经过光学镜头100扩束后，能够均匀地投射至光学镜头100的物侧。

请参阅图12，本发明还公开了一种电子设备300，该电子设备300包括如上述的摄像模组200。摄像模组200可用于将光束均匀投射至位于被测物体。其中，电子设备300可以但不限于手机、平板电脑、笔记本电脑、智能手表、监控器、车载设备、3D摄像机等。可以理解的是，具有该摄像模组200的电子设备300，能够在小型化的同时达到对光斑均匀化处理的要求。

以上对本发明实施例公开的光学镜头、摄像模组及电子设备进行了详细介绍，本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的光学镜头、摄像模组及电子设备及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。

Claims

1.一种光学镜头，其特征在于，所述光学镜头共有三片具有屈折力的透镜，三片所述透镜包括沿光轴从物侧至像侧依次设置的第一透镜、第二透镜、第三透镜；

所述光学镜头满足以下关系式：

0.2<f/EPD<2.5，2<f/AT12<3；

其中，f为所述光学镜头的有效焦距，EPD为所述光学镜头的出瞳直径，AT12为所述第一透镜的像侧面与所述第二透镜的物侧面于所述光轴上的间隔。

2.根据权利要求1所述的光学镜头，其特征在于，所述光学镜头满足以下关系式：

|SAG31/R31|＜0.9；

3.根据权利要求1所述的光学镜头，其特征在于，所述光学镜头满足以下关系式：

0.7<Yc32/Y32<1；

4.根据权利要求1所述的光学镜头，其特征在于，所述光学镜头满足以下关系式：

0.2<f1/f23<1.6；

其中，f1为所述第一透镜的焦距，f23为所述第二透镜、所述第三透镜的组合焦距。

5.根据权利要求1所述的光学镜头，其特征在于，所述光学镜头满足以下关系式：

FOV/ΣCT123<20deg/mm；

其中，FOV为所述光学镜头的最大视场角，ΣCT123为所述第一透镜、所述第二透镜以及所述第三透镜于所述光轴上的厚度之和。

6.根据权利要求1所述的光学镜头，其特征在于，所述光学镜头满足以下关系式：

1.5<ΣCT123/BFL<3.5；

其中，ΣCT123为所述第一透镜、所述第二透镜以及所述第三透镜于所述光轴上的厚度之和，BFL为所述第三透镜的像侧面至所述光学镜头的成像面于所述光轴方向上的最短距离。

7.根据权利要求1所述的光学镜头，其特征在于，所述光学镜头满足以下关系式：

3<TTL/AT12<5；

其中，TTL为所述第一透镜的物侧面到所述光学镜头的成像面于所述光轴上的距离，AT12为所述第一透镜的像侧面和所述第二透镜的物侧面于所述光轴上的间隔。

8.一种摄像模组，其特征在于，所述摄像模组包括光发射器和如权利要求1-7任一项所述的光学镜头，所述光发射器设置于所述光学镜头的像侧。

9.一种电子设备，其特征在于，所述电子设备包括如权利要求8所述的摄像模组。